اثر مایسنر

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
نمودار تاثیر میدان بر ماده در حالت عادی و حالت ابررسانایی
آهنربای معلق روی یک ابررسانای سرد شده توسط نیتروژن مایع، تحت تاثیر اثر مایسنر

اگر ابررسانا را در یک میدان مغناطیسی خارجی ضعیف H قرار دهیم، میدان فقط تا مسافت کم λ در ابررسانا پیشروی می‌کند که عمق نفوذ لندن نامیده می‌شود. پس از این مسافت، میدان به سرعت به صفر میل می‌کند. این پدیده اثر مایسنر (به انگلیسی: Meissner effect) نام دارد و یکی از مشخصه‌های اصلی مواد ابررسانا است. برای بیشتر ابررساناها عمق نفوذ لندن نزدیک به ۱۰۰ نانومتر است.

اثر مایسنر گاهی با نوعی از خاصیت دیامغناطیس که در رساناهای کامل وجود دارد اشتباه گرفته می‌شود: طبق قانون القای الکترومغناطیسی فارادی، اگر یک میدان مغناطیسی متغیر به یک رسانا اعمال شود، جریانی در رسانا به وجود می‌آید که میدان حاصل از آن با تغییر میدان خارجی مخالفت می‌کند. در یک رسانای کامل، این جریان می‌تواند بسیار بزرگ باشد، و در نتیجه میدان مغناطیسی را کاملاً خنثی کند. اثر مایسنر با این پدیده متفاوت است؛ ابررسانا هرگونه میدان مغناطیسی‌ای را طرد می‌کند، نه فقط میدان‌های متغیر را. فرض کنید ماده‌ای داریم که درونش یک میدان مغناطیسی وجود دارد. اگر ماده را تا زیر دمای بحرانی‌اش سرد کنیم، خواهیم دید که میدان مغناطیسی درونی ناگهان از بین می‌رود. این پدیده با قانون القا قابل پیش‌بینی نیست.

اثر مایسنر را برادران لندن توضیح دادند و نشان دادند که حداقل انرژی الکترومغناطیسی در ابررساناها از رابطهٔ زیر تبعیت می‌کند. \mathcal{5}^{2}H=\lambda^{-2}H که در آن H میدان مغناطیسی و λ نفوذ لندن است. این رابطه پیش بینی می‌کند که وقتی در ابررساناها از سطح به لایه‌های پایین تر ماده پیش می‌رویم، میدان مغناطیسی ناگهان از بین می‌رود. زمانی که میدان بزرگ باشد، اثر مایسنر از بین خواهد رفت.

در ابررسانای نوع دوم میدان خارجی به طور کامل بازگردانده نمی شود و میدان به صورت رشته هایی درون ماده حضور می یابد. این رشته ها در حالت عادی هستند ( و نه ابررسانایی) و ابرجریان هایی آن ها را احاطه کرده است که حالت گردابی نامیده می شود. این مواد می توانند در مقابل میدان های مغناطیسی بزرگتر در حالت ابررسانایی باقی بمانند.

نگارخانه[ویرایش]

جستارهای وابسته[ویرایش]

پیوند به بیرون[ویرایش]